Etude théorique, expérimentale et numérique de l'écoulement de refroidissement et de ses effets sur l'aérodynamique automobile PDF Download
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Author: Marion D'hondt
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Languages : fr
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Book Description
L'écoulement de refroidissement, qui pénètre par les entrées d'air sous le capot des véhicules automobiles,est étudié à partir de trois approches complémentaires : les approches théorique, expérimentale et numérique. Ces trois approches s'appuient sur une maquette simplifiée à culot droit basée sur le corps de Ahmed et équipée d'un compartiment moteur. Les mesures expérimentales montrent que placer la sortie du compartiment moteur au culot de la maquette est plus favorable à une faible traînée de refroidissement qu'une sortie placée au niveau du soubassement. La contribution de la traînée de refroidissement dans la traînée totale peut ainsi varier de 2% à 24%. Les simulations numériques donnent elles accès au débit de refroidissement. Pour les configurations étudiées, les sorties au culot sont là encore les plus favorables puisqu'elles fournissent les débits les plus importants à travers le milieu poreux modélisant un échangeur aérothermique. Par ailleurs, la mise en place d'étanchéités de part et d'autre de l'échangeur améliore significativement le débit de refroidissement où une augmentation d'environ 45% est obtenue. La mise en place d'un modèle analytique permet de relier la traînée et le débit de refroidissement à partir d'une analogie entre les circuits électriques et les écoulements fluides. Il est alors possible de prévoir le sens d'évolution du débit de refroidissement, donc de la performance des échangeurs aérothermiques, à partir d'une modification géométrique interne au compartiment moteur.
Author: Marion D'hondt
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L'écoulement de refroidissement, qui pénètre par les entrées d'air sous le capot des véhicules automobiles,est étudié à partir de trois approches complémentaires : les approches théorique, expérimentale et numérique. Ces trois approches s'appuient sur une maquette simplifiée à culot droit basée sur le corps de Ahmed et équipée d'un compartiment moteur. Les mesures expérimentales montrent que placer la sortie du compartiment moteur au culot de la maquette est plus favorable à une faible traînée de refroidissement qu'une sortie placée au niveau du soubassement. La contribution de la traînée de refroidissement dans la traînée totale peut ainsi varier de 2% à 24%. Les simulations numériques donnent elles accès au débit de refroidissement. Pour les configurations étudiées, les sorties au culot sont là encore les plus favorables puisqu'elles fournissent les débits les plus importants à travers le milieu poreux modélisant un échangeur aérothermique. Par ailleurs, la mise en place d'étanchéités de part et d'autre de l'échangeur améliore significativement le débit de refroidissement où une augmentation d'environ 45% est obtenue. La mise en place d'un modèle analytique permet de relier la traînée et le débit de refroidissement à partir d'une analogie entre les circuits électriques et les écoulements fluides. Il est alors possible de prévoir le sens d'évolution du débit de refroidissement, donc de la performance des échangeurs aérothermiques, à partir d'une modification géométrique interne au compartiment moteur.
Author: Adrien Thacker
Publisher: Editions Universitaires Europeennes
ISBN: 9783841785398
Category :
Languages : fr
Pages : 216
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Book Description
De nouvelles connaissances sur les ecoulements autour des vehicules automobiles doivent aujourd'hui etre apportees pour envisager une amelioration de leurs performances aerodynamiques. Ce travail de these repose sur des etudes experimentales, realisees en soufflerie, permettant l'analyse et la comprehension des mecanismes physiques associes aux ecoulements decolles tridimensionnels et instationnaires se developpant a l'arriere des vehicules automobiles. Il se concentre plus particulierement sur la geometrie generique du corps de Ahmed permettant de reproduire les ecoulements a l'arriere de vehicule de type bicorps (lunette arriere et culot). L'etude permet dans un premier temps de caracteriser les interactions existentes entre les differentes structures de l'ecoulement, et d'analyser dans un second temps les mecanismes instationnaires associes au decollement tridimensionnel se developpant sur la lunette arriere. Ce livre s'adresse a un lectorat averti en mecanique des fluides experimentale et en aerodynamique.
Author: Gilliéron Patrick
Publisher: Éditions Cépaduès
ISBN: 2383950823
Category : Science
Languages : fr
Pages : 25
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Book Description
Cet ouvrage aborde les notions nécessaires pour appréhender de manière pertinente l’aérodynamique des automobiles et objectiver son impact sur l’environnement et la sécurité. Les origines de la traînée aérodynamique sont examinées et leurs contributions à la dégradation des performances aérodynamiques analysées. Les influences de la géométrie, du sillage, du soubassement, de la cinématique tourbillonnaire de sillage, des écoulements autour des roues et dans les passages de roues sont successivement abordées. Une part importante est réservée à l’amélioration des performances aérodynamiques à partir de solutions de contrôle passif et actif des écoulements et des décollements. Les principales solutions sont présentées et leurs efficacités à réduire la traînée analysées sur des géométries simplifiées. Les résultats sont traduits en termes de réductions de puissances aérodynamiques et d’émissions des gaz à effet de serre. L’intérêt de l’aérodynamique pour le développement des véhicules électriques est également abordé. Une analyse des phénomènes transitoires associés au coup de vent latéral, au dépassement puis au croisement est ensuite présentée à partir d’approches analytique, expérimentale et numérique. Un rappel actualisé sur les moyens d’essais, les techniques de visualisation, de mesure et de calcul est enfin présenté. Les résultats et les informations sont utilisés pour évoquer l’aérodynamique des véhicules à l’horizon 2040. Cet ouvrage écrit par des chercheurs est issu de travaux de recherche conduits sur les 40 dernières années. Il s’adresse à des étudiants concernés par l’aérodynamique, aux chercheurs et ingénieurs désireux de perfectionner leurs connaissances ainsi qu’à toute personne passionnée par l’automobile, l’aérodynamique et les problèmes d’environnement. Sommaire Préface de Patrick Chassaing Préface de Carlos Tavares Introduction Plan du document Partie 1 : ORIGINES DE LA TRAÎNÉE AÉRODYNAMIQUE Partie 2 : MODÉLISATIONS POUR LA COMPRÉHENSION, L'ANALYSE & LE CONTRÔLE Partie 3 : AMÉLIORATION DES PERFORMANCES AÉRODYNAMIQUES Partie 4 : PHÉNOMÈNES TRANSITOIRES Partie 5 : MOYENS D'ESSAIS, TECHNIQUES DE MESURE, DE VISUALISATION ET DE CALCUL CONCLUSION & PERSPECTIVES BIBLIOGRAPHIE ANNEXES NOMENCLATURE GLOSSAIRE
Author: Yann Recoquillon
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Languages : fr
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Cette thèse vise à améliorer le fonctionnement de la boîte à eau d'un véhicule automobile, organe destiné à évacuer l'eau de pluie et à alimenter l'habitacle en air propre et sec. Elle se concentre plus particulièrement sur le phénomène de tourbillon de vidange qui a pour effet de limiter le débit d'évacuation et d'augmenter le niveau d'eau dans la boîte. Cette hausse de niveau peut être source de problèmes allant de l'inconfort pour les occupants du véhicule jusqu'à une panne du boîtier de ventilation, chauffage et climatisation. Une étude expérimentale de l'écoulement est d'abord réalisée sur une géométrie simplifiée. La vélocimétrie par images de particules (PIV) et des mesures de niveau par sonde capacitive sont mises en oeuvre. A partir d'images obtenues par caméra rapide, un algorithme d'analyse d'images est développé pour mesurer le diamètre du noyau d'air au coeur du tourbillon. Ces techniques de mesure permettent d'étudier la structure du tourbillon et montrent qu'il existe une interaction entre le tourbillon et l'écoulement d'air destiné à la ventilation de l'habitacle. Cette interaction est liée à la dépression générée par l'écoulement d'air : elle modifie temporairement la structure du tourbillon et conduit à un nouvel état d'équilibre à un niveau inférieur au niveau initial. Un dispositif permettant de réduire efficacement le niveau d'eau en modifiant l'écoulement en amont du tourbillon est aussi étudié et a fait l'objet d'un dépôt de brevet. Des simulations numériques sont ensuite réalisées à l'aide du code de calcul OpenFOAM et reproduisent qualitativement l'écoulement observé expérimentalement. Bien que des différences existent sur la valeur du niveau d'eau, les dimensions et la position du noyau d'air sont correctement simulées. Enfin, les résultats expérimentaux et numériques sont comparés aux modèles de tourbillon de la littérature.
Author: Laurence Petit
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Languages : fr
Pages : 117
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Author: Catalin Viorel Popa
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Languages : fr
Pages : 175
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La première partie est consacrée à l'étude numérique des phénomènes convectifs au sein d'un fluide circulant dans un tube vertical soumis à des conditions aux limites variables à l'entrée et/ou à la surface externe de la conduite. La résolution numérique des équations basées sur la fonction de courant et la vorticité est assurée par une méthode aux différences finies. Nous avons observé que le comportement de l'écoulement est très différent selon le signe de l'échelon de température positif ou négatif. A partir d'expériences numériques, nous avons établi des diagrammes de stabilité de l'écoulement laminaire, en convection mixte aidée et contrariée. De plus, nous avons mis en évidence le temps caractéristique d'apparition des instabilités qui diminue fortement pour des nombres de Richardson élevés. Dans la deuxième partie, nous avons réalisé une étude préliminaire de visualisation de l'écoulement laminaire et ascendant dans un tube vertical par tomographie laser. Un dispositif expérimental a été mis en place au laboratoire permettant d'observer, dans un premier temps qualitativement, les phénomènes de recirculation inhérentes aux instabilités thermoconvectives présentes
Author: Francis Chometon
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ISBN: 9782717004281
Category :
Languages : fr
Pages : 94
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Author: Constantin Ionescu
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Languages : fr
Pages : 179
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Ce travail concerne le comportement thermo-hydraulique d’un fluide frigoporteur diphasique particulier, le « coulis de glace stabilisée », en écoulement dans un canal rectangulaire du type échangeur à plaques. Ce réfrigérant secondaire se compose de particules de taille millimétrique d’un gel organique contenant jusqu’à 90 % d’eau, mises en suspension dans une phase liquide, qui est une huile silicone de très faible viscosité. Les résultats expérimentaux issus de bilans sur les veines d’étude mettent en évidence une intensification importante du coefficient d’échange thermique, due à la présence des particules dans le fluide porteur. Pour un écoulement laminaire du coulis dans le canal de refroidissement, une multiplication moyenne par 3,7 à 6,4 du coefficient d’échange global par rapport au fluide monophasique a été enregistrée pour des fractions massiques en particules de 20 à 30 %. Dans le cas d’un écoulement de transition, les augmentations sont de 2,3 à 4. Par régression des résultats expérimentaux, des corrélations pour le calcul des nombres de Nusselt local et moyen sont proposées pour les écoulements laminaire et de transition. La particularité de toutes les corrélations présentées est leur validité pour l’échange thermique dans le cas d’un fluide pur aussi bien que pour un fluide chargé en particules solides. Un modèle pour l’étude du comportement thermique d’un fluide frigoporteur diphasique pendant son refroidissement en écoulement laminaire dans un canal rectangulaire, a été développé. L’évolution des valeurs expérimentales et théoriques pour la température moyenne du fluide, le flux thermique qui traverse les parois et le coefficient d’échange thermique paroi-fluide est analogue du point de vue qualitatif. L’accord quantitatif peut être considéré comme satisfaisant puisque les écarts n’excèdent jamais 15 %
Author: Didier Chartrain
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Languages : fr
Pages : 205
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DANS LA PREMIERE PARTIE DU DOCUMENT, ON PRESENTE LES DIFFERENTS PROBLEMES LIES AU REFROIDISSEMENT DU MOTEUR : THERMOMECANIQUE, CAVITATION ET REFROIDISSEMENT NUCLEE. NOUS PROPOSONS DE DEVELOPPER, SUR LA BASE D'UN MODELE SIMPLIFIE DU CIRCUIT D'UNE CULASSE, DES METHODES EXPERIMENTALES QUI PERMETTENT D'OFFRIR AUX INGENIEURS DES OUTILS DE DIAGNOSTIQUE RAPIDES ET PRECIS. ON PRESENTE ENSUITE, LES CARACTERISTIQUES DU BANC D'ESSAIS QUI A ETE CONSTRUIT POUR REALISER L'ETUDE EXPERIMENTALE. EN PRESENTANT LES RESULTATS EXPERIMENTAUX, ON MET EN EVIDENCE L'INFLUENCE DU NOMBRE DE REYNOLDS SUR LE COEFFICIENT DE PERTE DE CHARGE DE LA MAQUETTE. LA STRUCTURE DE L'ECOULEMENT EST CARACTERISEE GRACE AUX MESURES LDV ET PIV. DES INFORMATIONS TRES PRECISES, NOUS PERMETTENT DE DECRIRE LA PLUPART DES PHENOMENES FLUIDES. A PARTIR DES PROFILS DES TENSIONS DE REYNOLDS ET DES VALEURS RMS ONT MONTRE QU'IL N'EST PAS ENVISAGEABLE DE MODELISER LA TURBULENCE DANS CET ECOULEMENT COMPLEXE, A PARTIR D'UN MODELE DU TYPE LONGUEUR DE MELANGE. LES RESULTATS QUALITATIFS DE L'ANEMOMETRIE FILM CHAUD PERMETTENT DE MIEUX APPREHENDER L'INFLUENCE DE L'ECOULEMENT SUR LA STRUCTURE ENERGETIQUE DE LA TURBULENCE PARIETALE. LES SIMULATIONS NUMERIQUES SONT REALISEES DANS DIFFERENTES CONFIGURATIONS. ON MONTRE QUE LES RESULTATS DES CALCULS SONT PARTICULIEREMENT SENSIBLES AUX MODELES UTILISES POUR DECRIRE L'ECOULEMENT DE PROCHE PAROI.
Author: Bruno Faverdin
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ISBN:
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Languages : fr
Pages : 302
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